Sisteme de Conversie și Utilizare a Energiei Electrice

Cap.1. INTRODUCERE

1.1. CONSIDERAŢII GENERALE

1.1.1. Generalităţi privind energia

Energia, este definită în literatura de specialitate din ţară şi din străinătate, ca fiind capacitatea unui sistem fizic de a produce lucru mecanic. Uneori se menţionează în definiţia energiei şi capacitatea unui sistem fizic de a produce căldură. Cu toate acestea, noţiunea de energie este mult mai complexă, fiind evident, asociată şi cu alte sisteme în afară de cele fizice şi anume sisteme biologice, chimice, etc. Unele menţiuni din literatura tehnică de specialitate, consideră că energia este implicată în toate procesele care presupun orice fel de schimbare sau transformare, fiind responsabilă de producerea acestor schimbări sau modificări. Se poate considera chiar că materia în sine, reprezintă o formă “condensată” de energie, iar această energie este înmagazinată în atomii şi moleculele din care este alcătuită materia.

1.1.2. Formele de energie și conversia lor

În fig. 1.1 sunt prezentate principalele forme de energie şi posibilităţile lor de transformare.

Fig. 1.1. Principalele forme de energie.

Trecerea de la energia primară la cea secundară este însoţită de pierderi de conversie, iar transportul de la locul de producere a energiei la consumator este însoţit de pierderi de transmitere.

Sursele de energie primară pot fi grupate astfel:

− surse convenţionale/clasice (care s-au impus prin folosire îndelungată)

• combustibili fosili,

• deşeuri combustibile;

− surse neconvenţionale (care nu au o folosire îndelungată)

• energia nucleară/uraniu,

• energie primară regenerabilă: - energia solară,

- energia geotermală,

- energia dată de mişcarea planetelor.

Sursele regenerabile de energie sunt sursele care se regenerează constant pe măsură ce sunt consumate şi sunt mai puţin poluante. Toate sursele de energie regenerabilă – energia solară, energia hidro, biomasa şi energia vântului - îşi au originea în activitatea Soarelui. Energia geotermală, care datorită potenţialului ei inepuizabil, este considerată regenerabilă primeşte energie din scoarţa Pământului.

1.1.3. Sursele de energie regenerabilă

Energia regenerabilă este virtual inepuizabilă şi are disponibilitate infinită datorită largii răspândiri a tehnologiilor complementare ceea ce se potriveşte perfect politicii de diversificare a surselor de alimentare cu energie. Resursele de energie regenerabilă sunt recunoscute ca cea mai buna cale de a proteja economia unei ţări împotriva fluctuaţiilor de preţ şi împotriva eventualeleor costuri de mediu. Tehnologiile bazate pe energie regenerabilă sunt aproape nepoluante şi au o contribuţie aproape nulă la efectul de seră. Ele nu produc deşeuri nucleare şi corespund astfel politicilor de protecţie a mediului ambiant, de construire a unui mediu mai bun şi dezvoltării durabile.

Aproximativ 30% din radiaţia primită de Pământ este reflectată în spaţiu de nori şi de suprafaţa Pământului şi circa 70% este absorbită, ea regăsindu-se în căldura aerului şi a apei (47 %), în căldura latentă de evaporare a apei din mări, oceane şi de pe suprafeţele de uscat umede (23%) şi în biomasă, datorat procesului de fotosinteză al plantelor (0,5 %). Căldura absorbită de aer şi apă este remisă în cele din urmă spaţiului sub forma radiaţiei infraroşii (căldurii). Căldura latentă de evaporare a apei este eliberată şi ea prin condensare.

A doua sursă de energie reînoibilă, energia geotermală, produce un flux de energie comparativ mic (35⋅1012 Wan/an) dinspre litosferă spre atmosferă şi ocean, prin conducţia căldurii. Din această energie, doar 1% se regăseşte în vulcani sau câmpuri geotermale active.

Mişcarea planetelor din sistemul solar, cea de a treia sursă de energie reînoibilă reprezintă 3⋅1012Wan/an disipaţi prin maree în oceane.

Fluxurile de energie generate de radiaţia solară (fluxuri naturale de energie „secundară”) şi de celelalte două surse în mediul înconjurător al omului sunt mult mai mici decât fluxurile rezultate prin transferul direct de energie de la lumina solară. Energia potenţială a cursurilor de apă continentale reprezintă 5⋅1012 Wan/an, vânturile, valurile şi energia cinetică a curenţilor oceanici reprezintă circa 370⋅1012 Wan/an, iar energia solară absorbită de biomasă prin fotosinteză este de 100⋅1012 Wan/an.

Cele mai importante fluxuri naturale de energie din mediul înconjurător direct al omului ce pot fi exploatate sunt: radiaţia solară absorbită la nivelul suprafeţei terestre (25 000⋅1012 Wan/an) şi vânturile care transportă aer fierbinte şi umed către poli şi aer rece şi uscat către ecuator cu o energie mecanică de 350⋅1012 Wan/an.